金属Al表面熔化各向异性的分子动力学模拟

摘要

采用嵌入原子势,使用分子动力学方法对金属Al不同低指数晶面的表面熔化现象分别进行了模拟.分析了熔化过程中样品结构组态的变化.模拟结果表明对于不同的自由表面,表面熔化呈现出明显的各向异性行为.Al(110)面在低于熔点的温度之下发生预熔化;(111)与(001)面都出现过热现象.与(111)面不同,(001)面发生过热现象时表面原子层为类液层,而(111)面仍然保持很好的晶格结构,即预熔化的Al(001)面在高于熔点的温度下,仍可以在很长的时间内处于相对稳定的亚稳态.由模拟得到Al的热力学熔点为950 K左右,与实验值基本符合.